국립해양대기청(NOAA) 국립기상청 에 따르면 주어진 시간에 약 1,800번의 뇌우가 발생하며 매년 약 1,600만번의 뇌우가 발생합니다. 대부분의 뇌우는 약 30분 동안 지속되며 일반적으로 직경이 약 24km입니다. 대부분의 뇌우와 관련된 두 가지 가장 큰 위협은 번개 와 돌발 홍수입니다. 따뜻한 달에 뇌우가 더 자주 발생하는 이유를 이해하려면 뇌우 기본 사항에 대한 약간의 이해가 필요합니다.
뇌우는 특정 조건에서 번성합니다. 뇌우를 발생시키는 가장 기본적인 두 가지 요소는 다음과 같습니다.
- 수분
- 빠르게 상승하는 따뜻한 공기
습기와 따뜻함은 뇌우에 중요하기 때문에 봄과 여름, 특히 미국 남동부와 같은 습한 지역에서 더 자주 발생하는 것이 합리적입니다. 높은 습도는 따뜻한 온도와 함께 엄청난 양의 따뜻하고 습한 공기를 생성하여 대기 중으로 올라가 쉽게 뇌우를 형성할 수 있습니다.
천둥(그리고 번개)은 어디에서 오는가? 기본 아이디어는 천둥 구름이 거대한 Van de Graaff 발전기 가 될 수 있고 구름 내에서 거대한 전하 분리를 생성 할 수 있다는 것입니다 . 작동 방식을 살펴보겠습니다.
구름에는 공기 중에 떠 있는 수백만 개의 물방울 과 얼음 입자가 포함되어 있습니다 . 증발 및 응축 과정이 진행됨에 따라 이러한 물방울은 상승하면서 응축되는 다른 수분과 충돌합니다. 이러한 충돌의 중요성은 전자가 상승하는 수분에서 떨어져 나가 전하 분리를 생성한다는 것 입니다. 새로 떨어진 전자는 구름의 아래쪽 부분에 모여 음전하를 띠게 됩니다. 전자를 잃은 상승하는 수분은 양전하를 구름 꼭대기로 운반합니다.
상승하는 수분이 구름 상부 지역에서 더 낮은 온도와 만나 얼기 시작하면 얼어붙은 부분은 음전하를 띠고 얼지 않은 물방울은 양전하를 띠게 됩니다. 이 시점에서 상승하는 기류는 얼음에서 양전하를 띤 물방울을 제거하고 구름 꼭대기로 운반하는 능력이 있습니다. 나머지 얼어 붙은 부분은 구름의 아래쪽 부분으로 떨어지거나 땅으로 계속됩니다.
전하 분리에는 이와 관련된 전기장 이 있습니다. 구름과 마찬가지로 이 필드는 아래쪽 영역에서 음수이고 위쪽 영역에서 양수입니다. 전기장의 강도 또는 강도는 구름에 축적된 전하의 양과 직접적인 관련이 있습니다. 충돌과 결빙이 계속 발생하고 구름의 상단과 하단의 전하가 증가함에 따라 전기장은 점점 더 강렬해집니다. 구름의 아래쪽 부분에서 음전하로 지구. 전자의 이러한 반발은 지구 표면이 강한 양전하를 얻도록 합니다.
이제 필요한 것은 음의 구름 바닥이 양의 지구 표면으로 전기를 전도할 수 있도록 전도 경로 입니다. 강한 전기장은 공기를 통해 이 경로를 생성하여 번개를 발생시킵니다. 번개는 고전압, 고전류 전자 서지이며 번개의 핵심 온도는 믿을 수 없을 정도로 뜨겁습니다. 예를 들어, 번개가 모래 언덕을 치면 즉시 모래를 유리로 녹일 수 있습니다. 번개에 의한 공기의 급속한 가열과 그에 따른 급속 냉각의 조합은 음파를 생성합니다. 이 음파는 우리가 천둥 이라고 부르는 것 입니다. 번개 없이 천둥은 있을 수 없습니다.
